أضخم دراسة تصوير طبي للبشر تصل إلى مشاركها رقم 100 ألف

يقول علماء بريطانيون إنهم باتوا قادرين على دراسة أجسامنا خلال مراحل التقدم في السن بمستوى غير مسبوق من الدقة، وذلك بفضل أكثر من مليار صورة تشخيصية التُقطت لمتطوعين في المملكة المتحدة.

فقد أعلنت أضخم دراسة تصوير طبي للبشر في العالم أنها أنجزت هدفها المتمثل في تصوير أدمغة وقلوب وأعضاء داخلية لـ 100 ألف شخص، وهي المحطة الختامية لدراسة طموحة امتدت على مدى 11 عاماً.

وقالت البروفيسورة نعومي ألين، كبيرة العلماء في مشروع "بيوبنك المملكة المتحدة"، لبي بي سي: "يبدأ الباحثون بالفعل في استخدام بيانات التصوير، إلى جانب بيانات أخرى لدينا، للتعرف على الأمراض في مراحلها المبكرة، ثم استهداف العلاج في وقت مبكر".

ويُتاح هذا الكم الهائل من البيانات بتكلفة منخفضة للفرق البحثية في جميع أنحاء العالم، بهدف إيجاد طرق جديدة للوقاية من أمراض شائعة مثل أمراض القلب والسرطان.

وكان المتطوع رقم 100 ألف الذي خضع للتصوير هو ستيف، الذي تقاعد مؤخراً من عمله في المبيعات، ويشارك الآن في أنشطة خيرية تديرها ابنته.

وحضرت بي بي سي لحظة دخوله إلى جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي في مجمع صناعي بالقرب من مدينة ريدينغ، لتظهر على الشاشة صور تفصيلية لخلايا الدماغ والأوعية الدموية والعظام والمفاصل.

وقال ستيف: "تم تشخيص والدتي بالخرف في مراحله المبكرة قبل سنوات، وهي ليست على ما يرام منذ ذلك الحين. ولذلك أشعر بأن عليّ رد الجميل للعلم، حتى يتمكن الجيل المقبل من التعلم من أمثالي".

وقد استمر هذا المشروع العملاق في العمل لمدة 13 ساعة يومياً، سبعة أيام في الأسبوع، في أربعة مواقع مختلفة في إنجلترا.

ويُخصص لكل مشارك موعد مدته خمس ساعات، يخضع خلالها لخمس تقنيات تصوير مختلفة تشمل الرنين المغناطيسي، والأشعة السينية، والموجات فوق الصوتية.

وتُخزن البيانات التي يتم جمعها دون ذكر هويات أصحابها ، ولا يتلقى المتطوعون مثل ستيف أي نتائج فردية، إلا في حال لاحظ المختصون مؤشراً لمشكلة صحية خطيرة تستدعي التنبيه.

ولا يسمح المشروع بنشر بيانات شخصية مثل الاسم الكامل للمتطوع أو الموقع الدقيق الذي يعيش فيه.

ما هو مشروع "بيوبنك المملكة المتحدة"؟

أُطلق مشروع "بيوبنك المملكة المتحدة" في عام 2003، وهو واحد من أضخم مجموعات العينات البيولوجية والبيانات الصحية في العالم.

وقد شارك في المشروع نصف مليون شخص، جميعهم من متوسطي العمر، خضعوا لاختبارات بدنية، وأجابوا على أسئلة منتظمة عن صحتهم ونمط حياتهم، وقدموا عينات من الحمض النووي وسوائل بيولوجية أخرى.

ويتم تجميد عينات الدم والبول واللعاب في نيتروجين سائل، وتُخزّن عند درجة حرارة 80 مئوية تحت الصفر في ثلاجات عملاقة بمدينة ستوكبورت في منطقة مانشستر الكبرى.

أما الجزء المتعلق بالتصوير الطبي من المشروع فقد بدأ في عام 2014، ويتضمن إجراء تصوير تفصيلي لـ100 ألف من هؤلاء المشاركين أنفسهم.

ومن المقرر دعوة هذه المجموعة نفسها لإجراء عمليات تصوير جديدة كل عدة سنوات، لدراسة كيفية تغير أجسادهم وأعضائهم مع التقدم في السن.

ومن خلال دمج صور التصوير الطبي مع البيانات الأخرى التي جمعها المشروع، يمكن للعلماء دراسة ما إذا كانت التغيرات المبكرة في تركيبة الدماغ أو الجسم تؤدي لاحقاً إلى أمراض أو مشاكل صحية.

وقد أُسس مشروع "بيوبنك المملكة المتحدة" بوصفه مبادرة غير ربحية، بدعم من مجلس البحوث الطبية في المملكة المتحدة ومؤسسة "ويلكم ترست" الخيرية، إلى جانب وزارة الصحة البريطانية والحكومة الاسكتلندية.

وبعد عقدين من الزمان، وصل المشروع إلى مرحلة النضج.

إذ تتوفر الآن أكثر من 30 بيتابايت، أي 30 ألف تيرابايت، من البيانات الصحية المجهّلة للباحثين العاملين في جامعات ومنظمات خيرية وحكومات وقطاع خاص حول العالم.

ويمكن للعلماء في بريطانيا وخارجها التقدم بطلب للوصول إلى البيانات، مقابل رسوم تتراوح عادة بين 3000 و9000 جنيه إسترليني للمساهمة في تغطية تكاليف التشغيل.

وتقول البروفيسورة لويز توماس، أستاذة التصوير الأيضي في جامعة ويستمنستر، إن المشروع "يُحدث تحوّلاً جذرياً" في طريقة عمل الباحثين.

وأضافت: "كنا نعتقد أنها فكرة مجنونة، لا يمكن أبداً تصوير هذا العدد من الناس. كان تحليل هذه الصور يدوياً سيستغرق منا آلاف السنين، لكن بفضل التكنولوجيا يمكننا الآن استخراج كل المعلومات تلقائياً، وقياس كل شيء في الجسم خلال دقائق معدودة".

وبات الباحثون يعتمدون بشكل متزايد على الذكاء الاصطناعي لمعالجة الكميات الهائلة من البيانات الناتجة عن المشروع.

وقد أُنتج ما يقرب من 17 ألف ورقة بحثية علمية مُحكّمة بالاستعانة ببيانات "بيوبنك" منذ عام 2003، ويتم نشر عشرات الأوراق الجديدة كل أسبوع.

ومن بين أبرز النتائج التي كشفتها الصور حتى الآن:

أُطلق مشروع "بيوبنك المملكة المتحدة" في عام 2003، وهو واحد من أضخم مجموعات العينات البيولوجية والبيانات الصحية في العالم.

وقد شارك في المشروع نصف مليون شخص، جميعهم من متوسطي العمر، خضعوا لاختبارات بدنية، وأجابوا على أسئلة منتظمة عن صحتهم ونمط حياتهم، وقدموا عينات من الحمض النووي وسوائل بيولوجية أخرى.

ويتم تجميد عينات الدم والبول واللعاب في نيتروجين سائل، وتُخزّن عند درجة حرارة 80 مئوية تحت الصفر في ثلاجات عملاقة بمدينة ستوكبورت في منطقة مانشستر الكبرى.

أما الجزء المتعلق بالتصوير الطبي من المشروع فقد بدأ في عام 2014، ويتضمن إجراء تصوير تفصيلي لـ100 ألف من هؤلاء المشاركين أنفسهم.

ومن المقرر دعوة هذه المجموعة نفسها لإجراء عمليات تصوير جديدة كل عدة سنوات، لدراسة كيفية تغير أجسادهم وأعضائهم مع التقدم في السن.

ومن خلال دمج صور التصوير الطبي مع البيانات الأخرى التي جمعها المشروع، يمكن للعلماء دراسة ما إذا كانت التغيرات المبكرة في تركيبة الدماغ أو الجسم تؤدي لاحقاً إلى أمراض أو مشاكل صحية.

وقد أُسس مشروع "بيوبنك المملكة المتحدة" بوصفه مبادرة غير ربحية، بدعم من مجلس البحوث الطبية في المملكة المتحدة ومؤسسة "ويلكم ترست" الخيرية، إلى جانب وزارة الصحة البريطانية والحكومة الاسكتلندية.

وبعد عقدين من الزمان، وصل المشروع إلى مرحلة النضج.

إذ تتوفر الآن أكثر من 30 بيتابايت، أي 30 ألف تيرابايت، من البيانات الصحية المجهّلة للباحثين العاملين في جامعات ومنظمات خيرية وحكومات وقطاع خاص حول العالم.

ويمكن للعلماء في بريطانيا وخارجها التقدم بطلب للوصول إلى البيانات، مقابل رسوم تتراوح عادة بين 3000 و9000 جنيه إسترليني للمساهمة في تغطية تكاليف التشغيل.

وتقول البروفيسورة لويز توماس، أستاذة التصوير الأيضي في جامعة ويستمنستر، إن المشروع "يُحدث تحوّلاً جذرياً" في طريقة عمل الباحثين.

وأضافت: "كنا نعتقد أنها فكرة مجنونة، لا يمكن أبداً تصوير هذا العدد من الناس. كان تحليل هذه الصور يدوياً سيستغرق منا آلاف السنين، لكن بفضل التكنولوجيا يمكننا الآن استخراج كل المعلومات تلقائياً، وقياس كل شيء في الجسم خلال دقائق معدودة".

وبات الباحثون يعتمدون بشكل متزايد على الذكاء الاصطناعي لمعالجة الكميات الهائلة من البيانات الناتجة عن المشروع.

وقد أُنتج ما يقرب من 17 ألف ورقة بحثية علمية مُحكّمة بالاستعانة ببيانات "بيوبنك" منذ عام 2003، ويتم نشر عشرات الأوراق الجديدة كل أسبوع.

ومن بين أبرز النتائج التي كشفتها الصور حتى الآن:

يمكن التنبؤ ببداية 38 مرضاً شائعاً باستخدام مزيج من صور الرنين المغناطيسي والبيانات الصحية الأخرى ونماذج الذكاء الاصطناعي.

استهلاك كميات قليلة من الكحول يومياً يرتبط بزيادة خطر الإصابة بفقدان الذاكرة والخرف.

يمكن لتصوير دقيق بالكشف بالرنين المغناطيسي أن يغني عن التدخل الجراحي في تشخيص ومتابعة أحد أمراض الكبد الشائعة.

تغيّرات في بنية القلب قد تؤدي إلى زيادة خطر الإصابة باضطرابات نفسية مثل الاكتئاب.